Состав для силицирования стальных изделий

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам силицирования в порошковых средах, и может быть использовано в химической промышленности для повышения коррозионной стойкости деталей технологической оснастки. Цель - повышение коррозионной стойкости изделий за счет увеличения толщины диффузионного слоя. Состав содержит 62-64 мас.% двуокиси кремния, 10-20 мас.% оксида меди, 10-20 мас.% алюминия и 6-8 мас.% хлористого аммония. Состав позволяет получать покрытие, коррозионная стойкость которого на порядок выше сравнительно с покрытиями, полученными из известного состава. Толщина покрытий увеличивается в 3 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

j{21) 4315760/31-02 (22) 12.10.87 (46) 30.04.90. Бюл. ¹ }6 (71) Восточно-Сибирский технологический институт

{72) Н.В.Корнопольцев, Ю.А.1Пинкевич и И.Ф.Рындин (53) 621 785-51.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 759619, кл. С 23 С 10/46, онублик.

30.08.80. (54) СОСТАВ ДЛЯ СИЛИЦИРОВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процес!

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам силицирования в порошковых средах, и мо-, жет быть использовано в химической промышленности для повышения коррозионной стойкости деталей технологи" ческой оснастки.

Цель изобретения — повышение корроэионной стойкости стальных изделий за счет увеличения толщины диффузионного слоя

Состав для силицирования стальных изделий включает двуокись кремния, оксид меди, алюминий и хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, Ж:

Двуокись меди 62-64

Оксид меди 10-20

Алюминий 10-20

Хлористый аммоний 6-8

„.,SU 1560619 А 1 сам силицирования в порошковых средах, и может быть использовано в химической промьппленности для повышения коррозионной стойкости деталей технологической оснастки. Цель — повышение коррозионной стойкости иэделий эа счет увеличения толщины диффузионного слоя. Состав содержит 62-64 мас.7 двуокиси кремния, 10-20 мас.Х оксида меди, 10-20 мас. Ж алюминия и 6-8 масЛ хлористого аммония. Состав позволяет получать покрытие, коррозионная стойкость которого на порядок выше сравнительно с покрытиям т, полученны ми иэ известного состава. Толщина покрытий увеличивается в 3 раза.

2 табл.

Двуокись кремния (ГОСТ 22551-77), полученная, например, из кварцевых песчанников (с содержанием SiOg более 997) Черемшанского месторождения

Бурятской АССР позволяет уменьшить пористость диффузионного слоя и тем, самым повысить коррозионную стойкость.

Главная особенность кварцевых пес— чаников Черемшанского месторождения— из чистота, выдержанный, почти постоянный химический состав: высокое (более 99X) содержание двуокиси кремния при низком содержании вредных примесей.

Оксид меди (ГОСТ 16539-79), введенный в состав для силицирования, служит катализатором реакции восстановления, что ведет к более полному восстановлению кремния, обеспечивая при этом увеличение скорости диффузии

1560619 и увеличение толщины диффузионного. слоя, Алюминий IIA-4 (ГОСТ 6058-73) восстановитель; хлористый аммоний (ГОСТ 3473/72) — активатор процесса силициров ания.

Для выбора оптимального количества порошка оксида меди, двуокиси кремния; алюминия и хлористого аммония быпи приготовлены составы смесей (см, табл. 1).

Перед насьпцением проводят восстановление смеси, Процесс силицирования проводят при 950 С в течение 4 ч деталей из стали 10 и 45.

Данные по влиянию количества порошка оксида меди, кварцевого песка, алюминия, хлористого аммония на толщину, износо- и коррозионную стойкость приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1 с увеличением содержания двуокиси кремния бо- лее 64 мас.X толщина диффузионного слоя увеличивается до 480 мкм, коррозионные свойства понюкаются,.

С уменьшением содержания двуокиси кремния до 60 мас.X значительно умеиьыается толщина слоя и коррозион-: ная стойкость.

С уменьшением содержания оксида меди до 5 мас.X понижается толщина диффузионного слоя и коррозионная стойкость, а с уменьшением содержания алюминия до 5 мас.Ж толщина слон воз- растает, а корроэионная стойкость понижается.

С увеличением содержания .оксида меди выше 20 мас.Ж коррозионная „0 стойкость силицидных покрытий понижается, так как происходит частичное меднение образцов. Увеличение в смеси алюминия свьппе 237. ведет к резкому понижению толщины диффузионного слоя„

Таким образом, составы 2-4 с толщиной диффузионного слоя 2 10-350 мкм имеют наилу ппие показатели по коррозионной стойкости с минимальной поте-«1 рей веса для стали 10 2,4 10

299 ° 10 г/мм и для стали 45 - 3,4 10-6 l 10 г/мм

-4 2

Склицирование иэделий осуществляют следующим образом, Производят предварительно восста-:

55 . новление порошковой смеси в контейнере при 950 С. Затем контейнер охлаждается, смесь высыпается из контейнера, просеивается, добавляется хлористый аммоний. Смесь смешивается в конусном смесителе в течение 15-20 мин, Изделия очищают от ржавчины и грязи, обеэжиривают и упаковывают в контейнер в следующем порядке. На дно тигля помещают слой насьпцающей смеси толщиной 20-30 мм. Затем укладывают слой деталей так, чтобы расстояние дь стенок контейнера и между деталями было не менее 15-20 мм. Детали засыпают, слегка уплотняя силицирукщим составом. Расстояние между слоями деталей должно быть не менее

Э

30 мм. Верхний слой засыпают толщиной 20-30 мм над деталями. Для предотвращения деталей от окисления используют плавкий sатвор, Тигли помео щают в печь, нагретую до 950 С и выдерживают 3-6 ч, после чего тигли охлаждают на воздухе.

II p и м е р 1. Проводят снлицирование образцов из стали 10 и 45 из смеси следующего состава, мас.7:

Оксид меди 20

Алюминий 20

Двуокись кремния 62

Хлористый аммоний 8

Температура силицирования 950 С, время 4 ч.

Корроэионные испытания проводят в среде 10Х-ной Н 80 в термостате

С2КИЛ 19/25-И1 при 70 С, Скорость коррозии определяют по потере веса.

Взвешивание проводят на весах с точностью до 0,001 r. Толщину диффузионного слоя определяют на металлографическом микроскопе Ии1 -8, П р и и е р 2. Силицирование образцов проводят аналогично примеру

Состав,для силицирования имеет следующее содержание компонентов, мас. Ж:

Оксид меди 25

Порошок алюминия 15

Хлористьй аммоний 7

Двуокись кремния 63

Пример 3. Силицирование проводят аналогично примеру 1, Состав для силицирования имеет следующее содержание компонентов, мас.X:

Оксид меди 20

Порошок алюминия 10

Хлористый аммоний 6

Двуокись кремния 64

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно иэ табл. 2, покрытия, полученные иэ предлагаемого состава, обладают коррозионной стойкостью, на

15606

Формула изобретения

Состав для силицирования стальных изделий, содержащий двуокись кремйия, хлористый аммоний и оксид металла, отличающийся тем, что, Таблица

Содержание, мас.X

Толщина диффузионного

Опыт

Оксид Алю- Хлорис- Дв меди миний тый ам- оки моний кр слоя, мкм

Предлагаемый

25 10

20 8

15 . 7

10 6

5 . 4

13, 7- 10

6,1 10

5,0- 10

3,4.10

4,8 10

480

62

63

64

5

l5

1

3

Известный состав

6 Оксид железа

5-10

-3

5-10 60-90 1,6 10

l2O

Таблица 2

Состав сили, цирукщей смеси олщина диффузионого слоя, мкм оррозионная стойость sa 24 ч

/мм, в 10Х-ной

И ЯО4

Ст 45 т 10

Ст 10 Ст 45

Предлагаемый по.примеру 1 210

2 320

3 350

Известный 120

6,1 10

5 10

4.10- 4

2,9 10

2,8 1О

2,4 ° 10

1,6 ° 10

320

Составитель Н.Сункина

Редактор Т,Лазоренко Техред М.Дидык Корректор М.Пожо

Заказ 955

Тираж 809

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 101 порядок превышающую коррозионную стойкость покрытий, полученных из известного состава. Толщина покрытия увеличивается в 3 раза.

19 6 с целью повышения коррозионной стойкости изделий за счет увеличения тю1щины диффузионного слоя, он дополнительно содержит алюминий, а в качестве оксида металла — оксид меди прн следующем соотношении компонентов, мас.7:

Двуокись кремния 62-64

Оксид меди 10-20

Алюминий 10-20 ллористый аммоний 6-8 состав

4,0 10

2,9.10

2,8 -10 4

2,4.10 4

3,8.10 .

Состав для силицирования стальных изделий Состав для силицирования стальных изделий Состав для силицирования стальных изделий 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области химико-термической обработки молибдена в порошковых насыщающих средах и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной и химической отраслях промышленности

Изобретение относится к покрытиям металлических материалов и может быть использовано для защиты деталей из сплава на основе ниобия от высокотемпературной газовой коррозии в условиях высоких температур. Осуществляют получение на поверхности деталей конденсированного слоя из сплава системы MeCrAlY, где Me - железо, никель, кобальт, и диффузионное насыщение поверхности упомянутого конденсированного слоя кремнием. Перед получением конденсированного слоя из упомянутого сплава осуществляют диффузионное насыщение поверхности детали кремнием до удельного привеса 40-80 г/м2, причем соотношение удельных привесов детали после диффузионного насыщения кремнием конденсированного слоя из упомянутого сплава и после диффузионного насыщения кремнием поверхности детали составляет 0,1-1,5 г/г. В частных случаях осуществления изобретения после диффузионного насыщения кремнием поверхности детали и конденсированного слоя из упомянутого сплава системы MeCrAlY, где Me - железо, никель, кобальт, осуществляют вакуумную термообработку при температуре 1100-1300°С в течение 1-5 часов. Обеспечивается улучшение высокотемпературной стабильности защитных силицидных покрытий изделий из ниобиевых сплавов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, а именно к процессам силицирования в порошковых средах, и может быть использовано в химической промышленности для повышения коррозионной стойкости деталей технологической оснастки

Наверх